主頁（http://www.130131.com）：LTE、TETRA、WLAN在軌交通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

導(dǎo)讀

近些年來， 在信息通信領(lǐng)域中， 發(fā)展最快、 應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。 在軌道交通行業(yè)亦如此。

目前， 國內(nèi)地鐵行業(yè)最熱門的無線通信技術(shù)主要是 LTE、 TETRA、 WLAN。 其中 LTE 是三者中在軌道交通領(lǐng)域最新出現(xiàn)的技術(shù)， 也是當(dāng)前大家最關(guān)注的熱點； TETRA 在軌道交通專用無線通信領(lǐng)域應(yīng)用非常成熟、 普遍， 但在TETRA 國產(chǎn)化、不同廠家產(chǎn)品之間互聯(lián)互通兩方面仍是大家當(dāng)前關(guān)注、 研究的熱點； WLAN 在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用也非常成熟、 廣泛， 但目仍在積極拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域 ( 比如公共 WiFi 的接入服務(wù)） 和更好的應(yīng)用效果 ( 比如標準的演進， 可以提供更大帶寬； 各種技術(shù)改進或創(chuàng)新 )。

LTE、TETRA、WLAN 是當(dāng)前地鐵公司在工程前期最優(yōu)先考慮的三種無線通信技術(shù)。那么，當(dāng)前的地鐵業(yè)主如何看待并選用這三項技術(shù)？近期，本刊記者對諸多地鐵業(yè)主及協(xié)會專家進行了采訪。

在工程前期對設(shè)備選型的時候， 各大地鐵集團一般都會綜合考慮， 再確定如 何 靈 活 選 用 LTE、 TETRA、 WLAN等無線通信技術(shù)。 以廣州地鐵為例， 目前廣州地鐵已經(jīng)建設(shè)了兩張成規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)， 也培養(yǎng)出完善的自主維修人員隊伍。因此在設(shè)備選型時主要從運營安全、系統(tǒng)成熟度、 售后服務(wù)、 開通業(yè)績、 維修成本等角度綜合出發(fā)。“ 一方面要有成熟開通業(yè)績， 避免工程失敗風(fēng)險， 另一方面考慮網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通及備件的互通性、 維修的延續(xù)性， 另外更重要的是要考慮招標的公開公平公正性， 避免排他性設(shè)置。” 廣州地鐵相關(guān)負責(zé)人如此表示。 深圳地鐵相關(guān)負責(zé)人也表示，“ 新投標的產(chǎn)品至少要滿足能和既有線路實現(xiàn)互聯(lián)互通”， 他們更傾向于選擇國產(chǎn)化設(shè)備。

LTE：“帶寬”是最大優(yōu)勢

正致力實現(xiàn)互聯(lián)互通LTE 已經(jīng)成為下一代移動通信的主流演進方向， 它也是今年軌道交通行業(yè)關(guān)注的一個熱點， 很多新開線路都打算直接采用 LTE 技術(shù)， 也非常關(guān)注 LTE 在軌道交通行業(yè)應(yīng)用的進展。

據(jù) TD 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊介紹，目前很多地鐵都已采用了 LTE， 均應(yīng)用在了 PIS 系統(tǒng)中， 有些地鐵還同時承載了調(diào)度系統(tǒng)或列控系統(tǒng)。 比如鄭州地鐵1 號線是全國第一條應(yīng)用 LTE 技術(shù)的地鐵線路， 在 2013 年 12 月 28 日已開通運營， 石家莊、 天津、 長春、 沈陽、 深圳等地地鐵都采用 LTE承載 PIS系統(tǒng) （ 已在實施）， 鄭州、 杭州、 溫州、 重慶、烏魯木齊、 北京、 哈爾濱也在建 LTE。廣州地鐵明確后續(xù)線路專用無線系統(tǒng)均采用 TD-LTE 技術(shù)建設(shè)， 主要承載無線語音業(yè)務(wù)、 多媒體視頻調(diào)度業(yè)務(wù)、 列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)、 列車告警系統(tǒng)上傳、CBTC 等業(yè)務(wù)。

“ LTE 獨特優(yōu)勢使它非常適合軌道交通的列控系統(tǒng)， 比如高可靠性、 高移動性、 完善的安全保障機制、 可實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)上傳等。” 楊驊介紹， LTE 可適應(yīng)最高時速 500 公里， 完全可以保證地鐵列控系統(tǒng)的技術(shù)要求。 目前重慶地鐵正在做 LTE 承載 CBTC 的測試。

另 外， LTE 最 大 的 優(yōu) 勢 是 帶 寬，CCTV 監(jiān) 控 系 統(tǒng)、 門 禁 系 統(tǒng)、 BAS 系統(tǒng)、 FAS 系統(tǒng)等很多數(shù)據(jù)都可以在同一張 LTE 網(wǎng)上承載， 從而避免重復(fù)建設(shè)，實現(xiàn)規(guī)�；�、 低成本建設(shè)。

當(dāng) 然， 如 果 要 采 用 LTE， 就 面 臨頻點申請的問題。 雖然國家已經(jīng)指定1785 ～ 1805Mhz 頻段可用于城市軌道交通行業(yè)專用通信， 但此頻段并非軌道交通專用頻段， 電力、 石油等行業(yè)專用通信網(wǎng)和公眾通信網(wǎng)同樣可以使用。 因此地鐵如需使用 LTE 方案， 可能會面臨申請不到頻點， 或跟其他行業(yè)的申請產(chǎn)生沖突。 比如徐州地鐵非常傾向于采用 LTE， 但目前頻點還沒有申請下來，成為選用 LTE 的一個障礙。 長春只申請到 10M 頻帶。 廣州地鐵申請到的頻率資源范圍為： 地面 8MHz（ 規(guī)避廣東省南方電網(wǎng)申請的 5M 頻點）， 地下區(qū)間 13MHz。“ LTE 支持多種帶寬分配：1.4MHz， 3MHz， 5MHz， 10MHz，15MHz 和 20MHz 等， 各地鐵公司可以根據(jù)申請到的情況靈活應(yīng)用。” 楊驊介紹道。

繼 2014 年 11 月 WP5A 會議上，中國代表團成功推動各國政府和機構(gòu)支持基于 TD-LTE 技術(shù)的無線寬帶集群通信標準， B-TrunC 標準成為 ITU 國際標準。 在政府及 TD 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等多方面支持下， 我國已成立了 B-TrunC 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。 目前該聯(lián)盟在積極組織、 推動不同廠家 B-TrunC產(chǎn)品的互聯(lián)互通測試。

B-TrunC 標準的完成， 代表基于 TDLTE 技術(shù)的寬帶集群通信技術(shù)框架和具體技術(shù)方案基本完成， 但各個廠家對于協(xié)議、 技術(shù)標準的理解可能會有差異。“ 我們當(dāng)前做的工作， 可以保證各個廠家對標準的理解保持一致， 從而保障互聯(lián)互通， 增加客戶招標時的選擇性， 通過競爭進一步降低客戶采購成本。” 楊驊解釋道。

TETRA：“國產(chǎn)化”是熱點期

待更好互聯(lián)互通TETRA 系統(tǒng)主要用于承擔(dān)地鐵運行過程中的列車調(diào)度、 信號傳輸?shù)纫�害信息傳輸任�?wù)， 是地鐵專用通信系統(tǒng)的重要組成部分。在各個地鐵的實際應(yīng)用中，TETRA在各方面的功能比較完善、 穩(wěn)定，深受業(yè)主好評。就我們此次了解的情況，目前國內(nèi)已開通線路的專用無線通信系統(tǒng)基本都是采用 TETRA， 一部分新建招標的線路也仍然會繼續(xù)采用 TETRA。

一直以來 TETRA 的國產(chǎn)化率都是相對比較低的， 但近兩年來情況發(fā)生了一些變化， 國內(nèi)不少廠家開始提供國產(chǎn)化的 TETRA 系統(tǒng)， 比如中國電科 54所、東方通信、 海能達等， 而且他們的產(chǎn)品也具有性價比更合理、 服務(wù)更快速、 能以更開放的姿態(tài)推進互聯(lián)互通等諸多優(yōu)勢， 并已有一些實際應(yīng)用， 比如 54 所的設(shè)備已在開通的北京地鐵 7 號線投入使用， 鄭州地鐵、 溫州地鐵、 烏魯木齊地鐵等應(yīng)用國產(chǎn) TETRA 的線路也在建設(shè)中。

長春地鐵對國產(chǎn)化 TETRA 的熱情比較高， 相關(guān)負責(zé)人表示，“ 國產(chǎn)化TETRA 的價錢可以便宜三分之一至三分之二。 在未來兩三年內(nèi)， 將有兩三條采用國產(chǎn)化 TETRA 的線路開通，TETRA國產(chǎn)化的趨勢會更加明顯。” 另外， 進口 TETRA 升級換代比較快， 舊版本設(shè)備的維修、 更換都受到約束， 這也是不少地鐵業(yè)主對進口 TETRA 感到困擾。目前， 很多國內(nèi)地鐵已經(jīng)采用國產(chǎn)化的TETRA 系統(tǒng)， 比如長沙地鐵、 廈門地鐵、深圳地鐵三期等。

但在有些城市地鐵業(yè)主的印象里，目前做 TETRA 國產(chǎn)化的供應(yīng)商主要是做二次開發(fā)， 有些廠家已經(jīng)開始做自己的基站、 交換機等設(shè)備。 也因此， 他們還是更傾向于選擇摩托羅拉、 空客等國外供應(yīng)商， 認為他們的產(chǎn)品更穩(wěn)定、可靠。 沈陽地鐵代表在采訪中就表示，“ 我們更注重技術(shù)。 一旦在技術(shù)選型選定 TETRA， 還是會優(yōu)先考慮選用進口產(chǎn)品”。

當(dāng)然， TETRA 也存在一些問題。 首先， 由于提供 TETRA 系統(tǒng)的廠家不同，眾多地鐵業(yè)主會面臨一個 TETRA 系統(tǒng)互聯(lián)互通的問題。“ 比如空客與摩托羅拉兩家的核心交換機要實現(xiàn)簡單的語音互聯(lián)十分困難， 且沒有推進的動力。”有業(yè)主這樣反映。 目前已有廠家著手在做不同廠家之間產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通，但這個項目目前還在進行中， 相關(guān)信息還不便透露。

其次， TETRA 帶寬不足。 目前軌道交通智能化要求越來越高， 所需要實現(xiàn)的空口業(yè)務(wù)越來越多， TETRA 帶寬顯得很不足， 難以滿足軌道交通后續(xù)發(fā)展需求。

第三， TERTA 市場競爭性不足。 核心設(shè)備無法互聯(lián)不兼容， 基站及交換機版本軟件無法平滑升級， 各類接口差異性大， 導(dǎo)致外圍配套廠家接口也無法統(tǒng)一，同一二次開發(fā)廠家在不同線路設(shè)備、接口差異性極大，設(shè)備差異大，導(dǎo)致研發(fā)、生產(chǎn)成本高， 這些配套廠家發(fā)展后勁不足， 對后續(xù)運營支撐不足。

WLAN： 技術(shù)相對成熟 亟待解決現(xiàn)存問題

WLAN 是目前軌道交通應(yīng)用的主要的無線通信技術(shù)之一， 目前技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟， 可以應(yīng)用于車地通信、 PIS、CBTC、 地鐵商業(yè) WIFI 等各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)， 在各個地鐵線路上應(yīng)用普遍。 比如廣州地鐵應(yīng)用 WIFI 技術(shù)的主要系統(tǒng)有 CBTC、 PIDS、 乘客車載 WIFI 等。主 要 頻 點 是 2.4G， 采 用 802.11n，802.11g， 后續(xù)新線建設(shè) PIDS 系統(tǒng)將采用 5.0G 802.11ac 技術(shù)。

但與此同時， 受限于技術(shù)本身的一些先天天特性， WLAN 系統(tǒng)還存在一些比較普遍的問題， 這點很多業(yè)主單位都有所反映。 比如 WLAN 同時應(yīng)用于車地通信、 PIS、 CBTC、 地鐵商業(yè) WIFI 等各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)時， 會存在相互干擾的問題； 系統(tǒng)安全問題； WLAN 應(yīng)用于 PIS等系統(tǒng)時， 會存在在高速移動時視頻切換時間比較長、 卡片的現(xiàn)象。

首先， 目前已建的很多線路信號系統(tǒng)已經(jīng)采用 WLAN， 在這種情況下， 如果其他系統(tǒng)也采用 WLAN， 那么頻段之間就容易發(fā)生沖突和信號干擾。 而且WLAN 所用的 2.4G 為開放頻段， 隨著乘客的手機智能終端越來越多， 更增加了面臨干擾的風(fēng)險。 這個問題如何解決呢？“ 針對 WIFI抗干擾性能力差的問題，各個廠家都有自己的解決方案， 但沒辦法從根本上解決。” 徐州地鐵相關(guān)負責(zé)人如此表示。

其次， 采用 WLAN 的視頻在流暢性方面存在問題，尤其在列車高速運行時，實時直播效果不好， 切換時間比較長，經(jīng)常會有卡片的現(xiàn)象。究其原因，一方面，WLAN 最初是一套民用標準， 其應(yīng)用速度上限為 80 公里 / 小時， 因此當(dāng)應(yīng)用到對速度有要求的工業(yè)領(lǐng)域便存在著明顯的不足； 另一方面， 由于 WLAN 抗干擾性弱， 所以其保護機制非常嚴格， 比如每 1M 的帶寬， 就需要 0.5M 的帶寬作為保護機制， 如果碰到信號干擾， 就相當(dāng)于十字路口堵車， 需要一定時間來進行疏通。

再次， 有業(yè)主對 WLAN 的系統(tǒng)安全性存在質(zhì)疑。“ 對列車運行不會帶來太大干擾， 但如果有黑客利用車載 PIS 系統(tǒng)進行非法信息 （ 比如色情圖片） 播放，后果會比較嚴重。 這種情況很難避免”。沈陽地鐵相關(guān)負責(zé)人提出自己的看法。

當(dāng)然， 隨著類似 LTE 等無線通信技術(shù)的快速發(fā)展， WLAN 也在不斷參考其技術(shù)上的特點和優(yōu)勢， 從各個方面不斷完善自身的功能和應(yīng)用。

可 以 看 出， LTE、 TETRA、 WLAN各具特點和優(yōu)勢， 在具體選用時需要業(yè)主綜合考慮自身具體情況。 據(jù)了解， 目前在國內(nèi)有些地方采用 LTE 承載 CBTC業(yè)務(wù)及部分寬帶業(yè)務(wù)， TETRA 承載窄帶語音調(diào)度業(yè)務(wù)， WLAN 承載 PIDS、WIFI 等資源經(jīng)營業(yè)務(wù)。 這種方案主要是考慮到如下幾點：

第一： 利用 LTE 承載 CBTC 業(yè)務(wù)，主要考慮信號系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性，目前大鐵采用LTE-R技術(shù)就是一個例子。鄭州地鐵開始利用 LTE 承載 PIDS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， 主要是利用了 LTE 技術(shù)強大的數(shù)據(jù)傳輸能力， 但信號系統(tǒng)并沒有在 LTE上承載。 目前中國交通協(xié)會正在制定LTE-M 標準， 核心還是希望信號 CBTC能夠在 LTE 上承載。

第二： TETRA 承載窄帶語音業(yè)務(wù)。目前 TETRA 技術(shù)比較成熟穩(wěn)定， 其語音傳送能夠滿足軌道交通行業(yè)的業(yè)務(wù)需求。 由于軌道交通對高可靠性的要求，建設(shè)一套穩(wěn)定的窄帶語音調(diào)度系統(tǒng)是比較穩(wěn)健的方式， 且隨著近年來國產(chǎn)化的演進， 建設(shè)成本已經(jīng)降低， 保留 TETRA也是比較明智的選擇。

第三： 保留 WLAN 承載資源經(jīng)營業(yè)務(wù)， 目前 LTE 與 WLAN 均是向 5G 技術(shù)方向演進， 802.11ac 試驗項目已經(jīng)能夠提供 400M 以上傳輸帶寬， 其高帶寬應(yīng)用的前景比較明朗。 同時， 也是保留向5G 演進的一個技術(shù)發(fā)展方案。